I farmaci del futuro si realizzeranno al computer. Grazie al Rational drug design (Rdd), una tecnica che consente lo screening virtuale dei composti con potenzialità terapeutiche, l’iter della sperimentazione farmaceutica potrebbe presto cambiare aspetto, rinunciando ai test sulle cavie e riducendo così i tempi e i costi del processo tradizionale. Secondo i ricercatori dell’Istituto di Biofisica (Ibf) e dell’Istituto per i processi chimico-fisici (Ipcf) del Cnr di Pisa che ci lavorano, il nuovo sistema computazionale permetterà anche di immettere sul mercato farmaci più sicuri con minori effetti collaterali. La procedura convenzionale per la scoperta di un nuovo farmaco avviene per lo più seguendo il metodo “trial and error”, ossia sperimentando il composto ripetutamente sugli animali fino a che non emergono dati incoraggianti per la cura della patologia esaminata. Tutto ciò comporta 10-15 anni di sperimentazione prima di ottenere il prodotto finito, un costo medio di circa 250 milioni di euro e, ovviamente, il sacrificio di migliaia di cavie. Particolarmente interessato al benessere degli animali, Gino Turchi dell’Ibf-Cnr e coordinatore del progetto Rdd, chiamato nel ‘93 come esperto nazionale per la realizzazione delll’Ecvam (European Centre for the Validation of Alternative Methods, il centro europeo per la convalida dei metodi alternativi) oggi vede nelle tecniche computazionali una concreta possibilità di ridurre considerevolmente l’impiego di animali. “Con il drug design la sperimentazione di un potenziale nuovo farmaco avviene in modo virtuale. Ossia si realizza un’immagine tridimensionale della molecola, se ne studia la struttura, le possibili variazioni, la capacità di interazione con proteine o enzimi.” dice Turchi. Con l’Rdd potranno essere valutate anche quelle caratteristcihe farmacologiche, chiamate complessivamente Admet (assorbimento, distribuzione, metabolismo, escrezione e tossicità), che sono fondamentali per la riuscita di un farmaco. Ma le informazioni più interessanti il computer le fornisce sui meccanismi di interazione tra farmaco e target biologici. “La grafica molecolare permette di inserire un farmaco all’interno di una molecola e gli algoritmi di calcolo possono valutare la forza della loro interazione. Grazie alla simulazione di mutazioni patologiche” spiega Turchi “si può conoscere cosa accade a livello molecolare quando un farmaco già noto, oppure potenziale, si lega per esempio a un enzima. Prendiamo il caso dell’etoposide (un farmaco chemioterapico antitumorale il cui meccanismo d’azione non è ancora del tutto noto, ndr) e della topoisomerasi II (enzima con funzione di svolgimento del Dna). La funzione antitumorale dell’etoposide consiste nel mandare in apoptosi (morte cellulare, Ndr.) la topoisomerasi II. Visto che di questo enzima conosciamo tutto, compresa la sua struttura secondaria, siamo in grado di simulare le relazioni tra farmaco ed enzima, ricavando informazioni utili anche sul sito attivo dell’enzima e sui parametri che caratterizzano i legami tra l’enzima e il suo ligando (molecola su cui agisce l’enzima, ndr)”.Risultati incoraggianti sono già stati ottenuti sui farmaci antiinfluenzali. Riproducendo le caratteristiche strutturali delle sialidasi del virus dell’influenza, enzimi responsabili della progressione e diffusione dell’infezione, la tecnica computazionale ha individuato un composto in grado di interagire con il sito attivo dell’enzima, là dove i composti tradizionali non riuscivano ad agire. Il nuovo farmaco così ottenuto è uno spray nasale in grado di bloccare la replicazione del virus. “Grazie alle continue conoscenze che le scienze biomediche vanno acquisendo e ai progressi tecnologici, le simulazioni virtuali sostituiranno progressivamente il ricorso agli animali per l’individuazione di nuovi farmaci. Ovviamente prima della vendita il nuovo prodotto continuerà a seguire l’iter tradizionale di sperimentazione, che prevede test sull’animale e poi sull’uomo. Il computer permetterà di però di alleggerire considerevolmente la fase iniziale della ricerca e risparmiare il sacrificio di migliaia di animali” conclude Turchi.
